断路器故障分类及检测技术研究

　　断路器为电力体系中的紧张构成装备,必需具备优越的断流才能与完备的灭弧布局。断路器的功用通常体如今两方面:一方面是依据电网运行的必要,快速精确的进行电路或者电力装备的断开或是衔接,使其快速退出或进入运行事情;另一方面,当在运行进程中呈现故障时,断路器就能与继电掩护体系敏捷将故障部门断开,使体系中的其他正常部门可以继续事情,从而到达削减事故影响与伤害的目标。本文主要对断路器的故障类型和检测技术进行了综合性的阐发[1]。

　　1 断路器的分类

　　依照节制与掩护工具的分歧进行断路器类型划分时,通常可将其分为发电机断路器、节制断路器、输电与配电断路器等。然而,在现实中更多的时依据灭弧介质与办法的分歧来划分断路器的类型,通常可分为三种常见类型[2,3]。

　　油断路器:这类断路器是最早期的类型,其灭弧介质为绝缘油,而且通常依照断路器使用灭弧介质量的若干将其划分为多油断路器与少油断路器。油断路器在我国以往较为常见使用,但因存在较高的平安隐患,现今较常使用的通常为无油或少油断路器。

　　紧缩空气断路器:20世纪30年月最早由德国AEG公司临盆,原理为经由过程紧缩后压力增年夜的空气吹灭电弧,其最明显的上风在于紧缩敏捷、灭弧才能强。详细的事情流程通常为:起首在存储罐里参加高压空气,当触头断开发生电弧时,储存罐内的高压空气吹出,其散热冷却的作用能使弧柱热电离而且削弱至消散。

　　SF6断路器:20世纪50年月美国西屋公司最早推出SF6,直至70年月后开端被普遍利用,其灭弧介质通常为SF6等惰性气体。SF6气体具备绝缘特征,且作为灭弧介质机能精良。SF6断路器的长处在于开断才能强且能持续开断,平安因素高、寿命长,毛病在于布局繁杂、本钱较高,在我国的高压和超高压电网中被常见使用。

　　2 断路器常见的故障

　　依据电力科学院统计数据显示,断路器在临盆实践进程中,产生的故障通常主要分为拒动(拒分、拒合)、绝缘、开断与关合、载流、误动、外力及其他[4]。

　　拒动(拒分、拒合)故障缘故原由:通常由两方面缘故原由引起:操念头构。详细包含传动部位产生变形、液压机构中阀杆等零件受损以及分(合)闸线圈铁芯之间的共同不到位等一系列环境,其引起的机器卡涩是最为常见的故障,之以是会产生这类环境通常是因为产物质量不及格,或在安装、调试、检修等环节对断路器造成了毁坏;电气节制和辅助回路。例如分合闸线圈的毁坏、受潮、二次接线失效、保险丝熔断等一系列因素。通常机器故障的产生同样也容易引起电气故障,是以不是仅有电器线路中发生的故障才会使断路器因电气缘故原由产生拒动故障。

　　绝缘故障缘故原由:通常将绝缘故障分为外绝缘、内绝缘以及开关柜绝缘故障。外绝缘故障通常是由于瓷套的外绝缘泄露比距不相符划定尺度。内绝缘故障是指产生在断路器内部,主要是由于制作装置或检修时遗留的放弃物造成的,另外当触头和屏障罩装置的地位不适宜时,就容易造成两者因频仍的较年夜摩擦导致外面金属类物资剥落,从而造成放电作用,这也是产生内绝缘故障的一个紧张缘故原由。就开关柜绝缘故障而言,其年夜都由于开关柜老化、湿润、爬电间隔太短等因素造成的。

　　开断与关合故障缘故原由:这类故障的产生并不常见,通常是由于开断时喷出的油爆裂或晋升杆脱落等缘故原由造成。

　　载流故障缘故原由:开关柜接头打仗不紧合是造成载流故障的最主要缘故原由。产生载流故障通常会导致触头或线路升温,必需实时进行相关的故障处置,光阴一长将会成长成绝缘故障。

　　误动故障缘故原由:主要为两个方面:一方面可能是因为继电掩护旌旗灯号差错或二次回路接线和操念头构失灵等引起误动故障的产生;另一方面可能是由于二次回路接线端子排受潮,是以导致其绝缘机能低落,进一步造成合闸和分闸回路端子间产生放电短路,从而引起误动故障的产生。

　　外力及其他缘故原由:这一故障类型主要包含断路器自己的操念头构毁坏、检修不彻底以及其他故障缘故原由。

　　3 基于振动旌旗灯号的断路器在线检测

　　3.1 断路器在线检测流程

　　如图1所示,通常可将检测诊断流程分为三个部门[5]:状况检测与旌旗灯号采集。电气装备在运行的进程中一直处在赓续变化中,是以对装备的状况检测需实时,从而确保装备处于稳固正常的运行。同时对装备进行旌旗灯号进采集获取待测旌旗灯号后,将其传输到后续单位接管处置;旌旗灯号的处置。后续单位在接管到待测旌旗灯号后无法直接辨认与处置,而是对其进行滤波、去噪等操作,晋升信噪比或将旌旗灯号分化,为后续诊断事情提供预备;状况辨认。将处置后的旌旗灯号与现有尺度进行对照,当机能指标超越尺度规模则以为是故障状况,然后根据故障种别与严重水平进行响应的处置。

　　3.2 断路器振动旌旗灯号特性阐发

　　断路器操念头构故障占总故障比例一半以上,且呈逐年上升趋向,我国为71%左右。对断路器在运行进程中的检测通常分为机器特征、开断才能、绝缘性与操作回路完备性四个方面。断路器触头是受操念头构动作且经连杆部件推进的,在操念头构的动作进程中,分歧形态的振动产生在分歧部位上。就振动波形而言,其通常经布局部件通报,且在通报的进程中会赓续的造成衰减,是以在断路器上采集到的信息波形每每都为非线性的衰减后的冲击波。

　　断路器的机器特征通常经由过程振动旌旗灯号来进行反映,振动旌旗灯号的分歧对应分歧机器部位故障,通常包含分合闸铁芯卡滞松动、轴销脱断、脱扣失灵以及部件变形毁坏等。当故障产生时,部件上的振动旌旗灯号产生变化,经由过程对分歧部件振动信息的采集后,进行进一步的对照阐发就能断定故障的地位及类型,从而实现多部位在线检测。另外,仅需确保振动泉源与通报路径不变,就能得到较为安稳的振动旌旗灯号。对规格雷同的断路器来说,其发生的振动旌旗灯号具备较年夜的类似性,是以使由振动旌旗灯号的分歧进行故障类型与地位的断定成为可能。

　　3.3 断路器振动旌旗灯号检测点的选择

　　振动旌旗灯号在断路器布局中的流传较为繁杂,不仅必要斟酌其流传的道路、进程等,另一方面还要斟酌振动波的类型以及衰减环境。是以,在丈量进程中检测地位分歧响应的成果也分歧,这阐明对断路器检测点的选择十分紧张。例如,通常环境下断路器的桶内触头传动连杆的事情振动仅会体如今灭弧桶上,而在支架上则不易检测到振动旌旗灯号。

　　一样平常检测点选择方式分两种:一是将传感器安装在其动触头衔接杆上,且为了保证振动波形的保真后果,要求只管即便切近动触头,从而得到较为精确的振动旌旗灯号,光阴及强度均能对振动环境真实反映。然则这必要将传感器在断路器内部进行安装,这一安装方式属于侵入式,十分容易影响到断路器部件的正常操作;二是将传感器安装在断路器基座,这一种安装方式属于非侵入式,并不会造成断路器的内部布局的毁坏,是以更为便利且能真实的反映断路器的振动环境,今朝将振动旌旗灯号传感器安装在断路器基座上的方式更为常见。